貴州精品水果大數據服務平臺建設

付繪澄，陳維榕，趙澤英，李莉婕，童倩倩，王 虎

（貴州省農業科技信息研究所，貴州 貴陽 550006）

隨著移動互聯網、物聯網的快速發展，以及大數據技術的逐步成熟，移動互聯網、物聯網、大數據等技術在現代農業領域的應用日益擴大，形成了數字農業、智慧農業等農業發展模式，并成為農業現代化的重要組成部分。深化互聯網思維理念，充分利用移動互聯網、物聯網、大數據等信息化技術手段，深度挖掘數據內在的巨大價值，穩步推進互聯網＋農業，實現傳統農業與互聯網農業的融合發展，以此探索農業創新發展模式，是助推貴州農業現代化的重要支撐［1-3］。近年來，貴州雖然憑借得天獨厚的優良生態環境大力發展精品水果產業并取得一定成效，但受貴州地形破碎的影響，水果生產經營多呈分散狀，全產業管理難度較大［4］，制約產業效益的進一步提升。因此，綜合運用移動互聯網、大數據、物聯網、GIS（Geographic Information System，地理信息系統）等信息技術手段，建立貴州精品水果大數據服務平臺，實現貴州精品水果產業數據資源的綜合應用與深度應用，面向產業中各主體提供多元化、個性化服務，為提高貴州精品水果生產管理水平，提升生產效益，促進貴州精品水果產業持續健康發展與鞏固產業扶貧成果提供技術支撐。

1 平臺建設目標

建設貴州精品水果大數據服務平臺，實現貴州精品水果生產、流通、消費各環節海量異構數據的專業化整合集成與關聯共享，實現全產業鏈數據管理，推進建立規范化產業管理體系，同時提供一定的數據監測分析服務，為相關決策提供及時準確的信息依據。在此基礎上，推進精品水果產業數據共享和服務協同，強化產業統一監管及產業數據監測分析，為貴州精品水果產業各領域用戶因地制宜提供個性化、多元化服務，同時提高精品水果產業發展的前瞻性和針對性。

2 平臺設計

2.1 服務模式

2.1.1 個性化＋多元化融合 根據貴州精品水果產業領域的不同用戶進行劃分，分為行業管理者、專家、生產者、銷售者和消費者。針對不同的用戶群體，給予不同內容、不同方式的服務。

行業管理者：提供國內外產業動態、政策、新聞資訊查詢；產業行業種植、價格、產量預測統計分析。

行業專家：提供國內外產業動態、政策、新聞資訊、科技文獻查詢；答復生產者或其他用戶提出的關于產業相關的各種問題。

生產者：提供政策、品種、病蟲害、栽培、管理咨詢；果園種植、農資、成本、用工信息管理；園區氣象、水肥控制物聯網采集管控服務；水果供需、市場行情、運輸流通服務。

銷售者：提供政策、品種、病蟲害、栽培、管理咨詢；果園種植、農資、成本、用工信息管理；水果供需、市場行情、運輸流通服務。

消費者：提供水果種植過程、環境、品質質量追溯；對消費產品進行評價。

2.1.2 人工服務＋智能服務 平臺提供專家咨詢服務功能，實現7×24 h 專家人工服務。為生產者提供果園技術知識智能匹配推送服務，多方位幫助生產者解決水果種植過程中產生的各種問題［5］。同時，結合農業物聯網環境采集數據與果樹栽培模型，智能化地為生產者發起農事提醒，生產者可根據實際情況采取相應的農事措施。

2.1.3 線上匹配＋線下服務 實現線上匹配、線下服務的開放式產銷模式，為生產者和銷售者提供供求信息發布服務。實時發布精品水果市場動態，收集水果價格行情，結合水果市場分析模型，分析地區生產狀況與市場需求，指導產業發展。

2.2 系統功能

根據上述服務模式需求，平臺設計多個不同服務應用系統及相關終端展示系統（圖1）。

圖1 平臺各系統功能

2.2.1 產業一張圖系統 按單一品種建立精品水果種植基地的“一張圖”產業信息。通過數據的匯總和分析，展示水果產業分布、地塊地理信息，并借助真實清晰的GIS 地圖，通過不同行政級別權限發放，按照省、市（州）、縣查看本區域產業信息，使得產業基地生產狀況一目了然。系統以大屏展示為主，通過可視化方式全方位呈現產業數據的統計、分析及預測結果。

2.2.2 產業信息服務網 以單個品種為基準，為每種精品水果創建獨立的產業信息服務網，如貴州火龍果產業信息服務網、貴州百香果產業信息服務網等。主要由水果概況、產業資訊、產銷市場、技術服務、智慧果園、產品追溯、信息管理7 個一級欄目構成，全方位展示貴州水果產業信息。

2.2.3 基地管理服務系統 對每個果園的詳細信息進行管理，包括影像、種植分布地塊圖斑、三維傾斜實景、三維全景等［6-8］。以果園為單位，對采集空間信息的每個種植企業、合作社進行詳細數據調查，采用數字化（地圖）基地檔案管理，將果園的土地、設施和種植過程等信息數字化，對基地、地塊、人員、設備、設施五大資源進行精確記錄并建立相應數據庫。將智能化數據結合標準化種植方案應用于移動互聯網，通過優化產品展現形式提升生產者的使用和交互體驗，進而將科學專業的水果種植管理手段向生產者進行普及。

2.2.4 產業監測服務系統 建立產業數據監測系統，采集貴州及全國主產主銷區的全產業鏈數據資源，為上層的大數據應用提供數據基礎。監測內容包括價格、貿易、產業發展、產量預測、企業監測、產業資訊、科學數據和農資種苗。同時，通過數據挖掘與數據分析技術，分析產業發展走向。

2.2.5 智慧果園服務系統 按單個果園進行建設，整合電子數據監測、水肥一體化滴灌、區塊鏈溯源以及光電分選系統，結合農業物聯網實時采集數據和應用模型，實現果園無人化智慧種植管理。

2.2.6 技術咨詢服務系統 組建包括專家在線診斷系統、在線答疑、定期課堂等功能的精品水果種植專家在線指導平臺，用戶可通過網站或小程序在線向專家發起咨詢，專家借助移動通信軟件實現現場診斷。同時，從品種選擇布局、科學建園（園地選擇、園地設施建設、土壤改良、苗木選擇、苗木定植）、整形修剪（夏季修剪、冬季修剪）、土肥水管理、花果管控、病蟲害綠色防控、采收保鮮技術等方面著手，建立精品水果優秀種植方案庫、標準化種植指導手冊庫、種植實用技術庫、在線視頻培訓課件等火龍果種植知識庫，各種知識庫間進行關聯，采用圖文結合的方式，指導建設標準化基地。

2.2.7 產銷對接服務系統 該系統是創造一個信息交換、信息共享的方式和環境，按照統一標準和規范，建立信息資源整合機制，規范數據采集口徑、采集方式，規范數據的服務方式，建立統一的市場資源信息整合與交換機制，實現市場數據互聯互通，為生產者和銷售者提供供需信息服務，協助線上線下統一調配，增升水果商品化率，優化貴州精品水果市場配置。

2.2.8 產品質量溯源系統 該系統包括生產經營主體管理、農產品基地管理、農產品種植養殖生產管理、檢驗檢測檔案管理、準出配額管理、追溯碼審批管理、追溯節點路徑管理、召回管理等功能，并與農業投入品監管平臺對接，數據互通。

2.3 平臺架構

貴州精品水果大數據服務平臺匯集水果產前-產中-產后全生命周期中涉及環境、農資、農事、流通、消費等相關數據，同時存在通過網絡抓取工具抓取的水果產業資訊、市場行情的大量數據；數據格式包括影像、三維傾斜實景、三維全景、數值、文字、圖片、視頻等。平臺各子系統間數據的關系及走向如圖2所示。

圖2 平臺數據流

根據平臺各子系統功能及其數據的相互關系，設計建立以數據層、業務邏輯層、表現層3層結構體系為主的平臺架構（圖3）。

圖3 平臺架構

3 系統實現

3.1 關鍵技術

3.1.1 Kspider 網絡抓取技術 KSpider 網絡信息資源采集系統是一個集網絡數據采集、分析、存儲、管理及檢索等功能于一體的網絡信息資源整合工具，具有強大的信息采集能力、靈活的體系結構、海量的數據存儲和全文檢索。由應用服務器、蜘蛛、智能代理、轉存器、發布系統、規則編輯器組成（圖4）。利用其實現貴州精品水果大數據服務平臺中產業監測服務系統的數據采集和管理，收集新聞資訊和市場、產區等數據，作為大數據后臺數據分析的基礎。

圖4 Kspider網絡抓取流程

3.1.2 預測模型分析技術 預測模型分析主要通過預測模型預測事件未來發生的可能性、預測一個可量化的值，或是預估事件發生的時間點。預測模型通常使用各種可變數據實現預測。數據成員的多樣化與預測結果密切相關，在充滿不確定性的環境下，通過預測協助決策主體做出更好的決定。將預測分析技術與產業市場信息模型結合，預測產業市場發展動態、水果價格、銷售方向，指導產業決策者做好市場調配；同時，將預測分析技術與水果產量模型進行結合，預測水果當季產量。

3.2 系統開發

采用J2EE 開發環境，以B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務器）架構，完全基于Web、中間件及大型數據庫的N 層體系結構進行開發，建立精品水果大數據平臺大屏展示系統、不同水果品種的產業信息門戶網站、果園服務APP、產業服務APP 與微信小程序等。其中，大屏展示系統呈現的部分內容如圖5所示。

圖5 貴州精品水果大數據平臺大屏展示內容

4 小結

順應農業現代化發展趨勢及貴州精品水果產業發展實際，綜合運用互聯網、物聯網、GIS、大數據分析等技術，圍繞數據查詢、數據分析、數據應用有效融合，整合貴州省精品水果產業全領域數據，打造集數據采集、分析與管理、預測預警、可視化展示于一體的大數據平臺。貴州精品水果大數據服務平臺的本質是數字農業，服務對象是精品水果產業，核心是數據，載體是平臺，關鍵是服務。通過該平臺建設，將互聯網、大數據、農業三者深度融合，以信息化提升產業管理與服務能力，及時準確掌握貴州精品水果產業發展狀況，做到“用數據說話、用數據管理、用數據決策、用數據創新”［9］，牢牢把握貴州精品水果產業發展主動權和話語權，增強貴州精品水果產業競爭力，推進貴州精品水果產業提質增效。